鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電是一項將燒結廢氣余熱資源轉變?yōu)殡娏Φ墓澞芗夹g(shù)。該技術(shù)不產(chǎn)生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其它有害氣等。文章在闡述其發(fā)電原理、特點(diǎn)基礎上，重點(diǎn)論述了燒結廢氣余熱發(fā)電中雙壓系統案例，最后得出結論。

在目前的鋼鐵企業(yè)燒結工序中能耗量?jì)H次于煉鐵工序，據不完全統計大概占到鋼鐵企業(yè)總能耗的9%到12%。而國內鋼鐵企業(yè)燒結廢氣余熱回收利用主要有三種方式：第一種是將余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于驅動(dòng)汽輪機組發(fā)電;第二種是直接將廢煙氣經(jīng)過(guò)凈化后作為點(diǎn)火爐的助燃空氣或用于預熱混合料;第三種是將廢煙氣通過(guò)熱管裝置或余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，并入全廠(chǎng)蒸汽管網(wǎng)，替代部分燃煤鍋爐。文章將根據作者實(shí)際工作，結合理論，就第一種我國的鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)做一闡述。

據筆者不完全統計，我國目前已建成的10余套燒結余熱發(fā)電機組共涉及19臺左右的燒結機，它的發(fā)電機組總裝機容量達到137MW。可以這樣說(shuō)，鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)在國內應用已經(jīng)趨于成熟，已經(jīng)具備全面推廣的條件。特別是隨著(zhù)雙壓技術(shù)的突破，大大提高了余熱回收效率，為鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)的推廣更加創(chuàng )造了條件。

1、鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電原理、流程及特點(diǎn)

上文已經(jīng)敘述過(guò)，鋼鐵行業(yè)燒結余熱比較多，它的溫度也會(huì )在300～400℃，足以用來(lái)進(jìn)行余熱發(fā)電。在這筆者結合鋼鐵燒結冷卻機的余熱分布特點(diǎn)，提出一種改進(jìn)的余熱發(fā)電系統，單獨利用燒結礦下落進(jìn)入冷卻機段的高溫余熱(400～500℃)來(lái)加熱(高溫)過(guò)熱蒸汽，然后該部分余熱資源和中段中低溫余熱(300～360℃)混合利用，來(lái)加熱低溫過(guò)熱蒸汽，并產(chǎn)飽和蒸汽，蒸汽推動(dòng)汽輪機轉動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電。

它的具體流程是，給水經(jīng)給水泵進(jìn)入余熱鍋爐，經(jīng)廢氣加熱后，一部分變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機作功發(fā)電。則另一部分經(jīng)余熱鍋爐低溫段加熱后，產(chǎn)生過(guò)熱或飽和蒸汽進(jìn)入汽輪機相應低壓進(jìn)汽口作功發(fā)電。冷凝水經(jīng)低壓省煤器后由中壓鍋爐給水泵供給低壓汽包，低壓汽包具有自除氧功能，就會(huì )實(shí)現一個(gè)完整的熱力循環(huán)。鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電流程具體如下所示：

在這它的特點(diǎn)具體體現在燒結余熱熱源品質(zhì)整體較低，低溫部分占比例大;在燒結生產(chǎn)中因設備的運行不確定性，短時(shí)間停機不可避免，造成燒結煙氣不連續性。還有在燒結過(guò)程中，隨著(zhù)燒結礦在燒結機上的燒成情況不同，其煙氣溫度也不同。這是我們要注意的。

2、鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)現狀

鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)目前雖然深受鋼鐵企業(yè)的喜愛(ài)，但在燒結環(huán)冷機余熱發(fā)電技術(shù)方面還有一定的技術(shù)難點(diǎn)，這也導致一些企業(yè)對它望而卻步。它的比較突出的技術(shù)難點(diǎn)是發(fā)電系統對主蒸汽的品質(zhì)要求很?chē)溃F在的燒結系統熱力系統非常不穩定，廢氣溫度波動(dòng)范圍在±100℃以上，造成主汽溫度的波動(dòng)超標，嚴重威脅汽輪機的安全性、穩定性和壽命。

再有就是燒結余熱發(fā)電機組運行效率不高。燒結余熱發(fā)電機組對煙氣流量及溫度均有一定要求，實(shí)際運行中，運行效率受燒結設備大小、生產(chǎn)工況等多方面影響，余熱回收系統的工作參數變動(dòng)，輸出的壓力、溫度、流量隨之變化，導致發(fā)電機組的運行效率不高。

除此之外還有燒結冷卻機廢氣流量很大，同時(shí)它的高溫段和可利用部分中溫段廢氣的平均溫度在330-450℃之間，可利用的余熱資源屬于中低溫余熱，質(zhì)量不高，回收利用難度較大。

3、鋼鐵企業(yè)燒結余熱發(fā)電技術(shù)雙壓系統案例分享

筆者所在的公司就是采用雙壓系統發(fā)電的，經(jīng)過(guò)多年的運行分析知道雙壓系統發(fā)電能力很高，但不可回避的是它的投資大。

在這筆者結合工作實(shí)際，就某鋼鐵企業(yè)燒結余熱系統采用的雙壓系統方案，談?wù)勊陌l(fā)電技術(shù)。

3.1高溫交換。將原有1號燒結冷卻機高溫廢氣引入雙壓壓鍋爐1號通道，產(chǎn)生高壓蒸汽2.35MPa，400℃，同時(shí)將原有2號燒結冷卻機高溫廢氣約350℃引入雙壓鍋爐2號通道，加上1號通道過(guò)熱器出口煙氣來(lái)預熱高壓蒸汽，并產(chǎn)生低壓蒸汽0.49MPa，280℃，所產(chǎn)生的高壓和低壓蒸汽通過(guò)雙壓補汽型純冷凝汽輪機做功發(fā)電。1號、2號被加熱的煙氣在進(jìn)入余熱鍋爐之前先以簡(jiǎn)易擋板式除塵器簡(jiǎn)單除塵除塵率50%。

3.2送冷風(fēng)步驟。雙壓余熱鍋爐出口煙溫降為420℃左右，通過(guò)除塵器除塵之后，經(jīng)循環(huán)風(fēng)機通過(guò)擋板門(mén)再次進(jìn)入環(huán)冷機。循環(huán)風(fēng)機入口前需要再補充15%的冷風(fēng)進(jìn)入，以使進(jìn)入環(huán)冷風(fēng)的風(fēng)量能達到原來(lái)的數值。當余熱爐故障時(shí)閘板門(mén)關(guān)閉，環(huán)冷機需要的冷卻風(fēng)仍從原1號、2號環(huán)冷風(fēng)機入口，此時(shí)擋板風(fēng)門(mén)可切換到排空，恢復原有狀態(tài)。

4、結論

通過(guò)上文的分析，我們可知雙通道雙壓方案真正實(shí)現了低品位能源的高效梯級利用，使熱量回收最大化，解決了余熱發(fā)電機組運行的連續性差問(wèn)題。項目還應用了低溫雙壓余熱鍋爐和獨特的燒結環(huán)冷機密封方法，解決了余熱發(fā)電出力小于設計值、可利用熱量少的問(wèn)題。

5、未來(lái)發(fā)展

工業(yè)余熱發(fā)電屬于節能環(huán)保領(lǐng)域,受政策和下游需求相關(guān),未來(lái)趨勢穩健增長(cháng)。工業(yè)鍋爐、窯爐運行所產(chǎn)生的余熱余壓利用空間也很巨大，其中余熱余壓發(fā)電成為目前業(yè)界普遍認可的渠道之一。有關(guān)部門(mén)也指出到2015年，國內工業(yè)鍋爐、窯爐平均運行效率比2010年分別提高5個(gè)和2個(gè)百分點(diǎn)，電機系統運行效率提高2-3個(gè)百分點(diǎn)，新增余熱余壓發(fā)電能力2000萬(wàn)千瓦。而鋼鐵工業(yè)是我國重點(diǎn)的耗能大戶(hù)，總能耗約占全國總能耗量的15%左右。

總之，我國鋼鐵生產(chǎn)工藝流程長(cháng)，工序多，且主要以高溫冶煉、加工為主，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量余熱能源，主要來(lái)自燒結機煙氣顯熱、紅焦顯熱、轉爐煙氣及加熱爐爐底的余熱回收裝置等，各種余熱資源約占全部生產(chǎn)能耗的68%。鋼鐵行業(yè)余熱發(fā)電將迎來(lái)發(fā)展期。